[发明专利]补偿发射有效载荷中信号失真的方法

说明书

本发明涉及通过在有效载荷的积累响应期间引入适当的预矫正或补偿传递函数来补偿发射有效载荷中的信号失真的方法。

本方法尤其适用于空间应用，更具体地，适用于有产生能力的有效载荷，如导航有效载荷。

用来补偿有效载荷所引起的线性或非线性失真的有效载荷的预矫正信号是通信领域所熟知的。这些补偿函数经常包含在板载设备之一的内部中，即在RF高功率放大器中的、通常用于减少非线性的线性化电路，或者包括可调谐滤波器级的、在频域提供线性响应平化的均衡器。例如，可参见Maria-Gabriella Di Benedetto and Paola Madarini的论文“MMSE预矫正在OFDM系统的应用(An Application of MMSE Predistortion to OFDM Systems)”，IEEE Transactions on Communications，Vol.44，No.11，1996年11月。

适当的补偿传递函数的确定需要同时知道有效载荷的输入信号和相应的输出信号。然而，测量输入信号不总是有利的，特别是对于有产生能力的有效载荷。实际上，有产生能力的有效载荷在内部产生它们自己的输入信号；访问所述输入信号需要在有效载荷内安装耦合器，这增加了重量、校准误差和复杂性，通常还产生了访问限制(例如测试工程师的身体介入，观察板或脐带的开启/重关闭操作，以到达测量点，连接器的配对/去配对)。本发明的一个目的是提供在发射有效载荷中补偿信号失真的方法，而不需要获取所述有效载荷的输入信号。

本发明的另一目的是提供失真补偿方法，该方法实现简单，并且对于单独的有效载荷元件(设备)参数漂移以及单独的有效载荷元件的容差具有鲁棒性。

本发明的另一目的是提供灵活的失真补偿方法，该方法几乎对任意信号调制群都有效，并且对信号和有效载荷特性做出最小假设。

本发明的另一目的是提供失真补偿方法，该方法能够在有效载荷工作期间实现，而不需要中断服务。

本发明的方法尤其适用于有产生能力的有效载荷，更具体地，适用于导航有效载荷，但是不限于这个具体的领域。例如，该方法也能够用于电信有效载荷以最优化码间干扰，并且能够用于合成孔径雷达有效载荷以减少距离估算偏差。

根据本发明，至少这些目的中的一些可以利用在发射有效载荷中补偿信号失真的方法实现，该方法包括确定补偿传递函数并且将其引入所述有效载荷的累积响应内，该方法的特征在于其包括：

(a)选择初始试验性补偿传递函数并且将其引入所述有效载荷的累积响应内；

(b)获取所述发射有效载荷的输出信号；

(c)根据所述获取的输出信号和参考信号，进行所述发射有效载荷的剩余失真传递函数的估算所述参考信号对应于所期望的无失真输出信号；以及

(d)根据所述剩余失真传递函数的所述估算，计算更新的试验性补偿传递函数。

优选地，迭代地重复步骤(b)至(d)直到满足目标条件，表示已经实现了令人满意的信号失真补偿。

优选地，使用“黑盒”方式执行估算，并且参考信号是“人工”产生的，即不是在有效载荷中测量的信号。

本发明的有利的实施方式由所附从属权利要求描述。

本发明特别有利的特征是使用不是在有效载荷内测量的参考信号，因此不需要不期望的信号耦合器。

由于使用了黑盒估算技术，因此不需要详细了解有效载荷工作，而只需要最小假设。基本上，所需要的就是有效载荷响应是短暂的时间恒定并且无记忆，以及参考信号是时间恒定的。这使得本发明的方法具有极大的灵活性。

本发明的一个有趣的特征是线性补偿函数能够用于补偿具有非线性贡献的累积失真。

当被应用于航天器有效载荷时，在地面和在空中都能够实现本发明的方法。在后一种情况下，由于额定工作输出信号能够用于确定所需的补偿传递函数，因此不需要中断工作。

本发明还涉及包括用于预补偿信号失真的装置的发射有效载荷，该有效载荷适用于实现所述方法。

下面将参照附图详细描述本发明，附图只是示意性地给出，并且无意限定。在附图中：

图1示出了通常用于导航、通信和雷达应用中的信号与有效载荷要求之间的关系；

图2示出了正弦失真传递函数的振幅和相位分量的标绘图；

图3A至图3F图示了图2的失真传递函数对示例性的输入信号的影响；

图4A至图4E根据补充的示例，图示了失真对典型工作输出信号的相关函数的影响；

图5A至图5C示意性地表示累积输出信号产生的基本机制；

图6示出了有产生能力的发射有效载荷的简要框图；